手机天线结构设计
手机内置天线分类
手机内置天线分类1. PIFA皮法天线a.天线结构辐射体面积550～600mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）6～7mm。
天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是RF地。
天线的位置在手机顶部。
PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR指标，是内置天线首选方案。
适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。
b.主板天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排线、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。
它们对天线的电性性能有很大的负面影响.c.天线的馈源位置和间距一般建议设计在左上方或右上方；间距在4～5mm 之间。
2. PIFA天线的几种结构方式a.支架式天线由塑胶支架和金属片（辐射体）组成。
金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。
塑胶常用ABS或PC材料，金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。
也可用FPC，但主板上要加两个PIN，这两项的成本稍高。
b.贴附式直接将金属片（辐射体）贴附在手机背壳上。
固定方式一般用热熔结构。
也有用背胶方式的，由于结构不很稳定，很少采用。
FPC也如此。
3. MONOPOLE（MLK）单极天线a.天线结构辐射体面积300～350mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）3～4mm，天线辐射体与PCB的相对距离应大于2mm以上。
天线与主板只有一个馈电点，是模块输出。
天线的位置在手机顶部或底部。
MONOPOLE单极天线如按要求设计环境结构，电性能可达到较高的水平。
缺点是SAR稍高。
不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。
b.主板天线投影区域不能有铺地，或无PCB，同时也不要安排马达、SPEAKER、RECEIVER等较大金属结构的元件。
由于单极天线的电性能对金属特别敏感，甚至无法实现。
c.天线的馈源位置馈电点的位置与PIFA方式有区别。
一般建议设计在天线的四个角上。
4. MONOPOLE单极天线的几种结构方式a.与PIFA天线相同，有支架式、贴附式。
手机天线制作方法
手机天线制作方法1. 简介手机天线是手机通信中不可或缺的组成部分，它负责接收和发送无线信号。
在一些特殊场合或者个人需求下，我们可能需要制作自己的手机天线。
本文将介绍一种简单且经济实用的手机天线制作方法。
2. 材料准备为了制作手机天线，我们需要准备以下材料：•灵活的电线：最好选择25-30号的铜线，颜色不限。
•SMA连接器：用于连接天线与手机的无线模块。
•热缩管：可用于增强天线的结构稳定性。
•良好的焊锡以及烙铁：用于焊接电线和连接器。
•剪刀和剥线钳：用于剪断线材和去除绝缘层。
•铅笔或其他圆柱形物体：用于卷曲天线。
3. 制作步骤3.1 准备天线长度首先，根据手机通信频段的要求，计算所需的天线长度。
通常情况下，2G网络使用的频段为824-894MHz，3G网络为1710-2170MHz，4G网络则为2300-2700MHz。
根据不同的网络选择对应的频段，然后使用以下公式计算天线长度：天线长度 (cm) = 75 / (频率 (MHz) * 频率倍数)3.2 剥离电线绝缘层使用剥线钳剥离电线两端的绝缘层，露出约1-2厘米的铜线。
3.3 卷曲天线将铅笔或其他圆柱形物体平放在电线的一端，然后用力卷曲电线，使其绕在圆柱形物体上。
卷曲的部分应该至少占天线总长度的1/4。
3.4 连接SMA连接器将电线的另一端插入SMA连接器的中心引脚中，并通过焊接连接好。
确保焊接牢固且无松动。
3.5 制作天线支架使用热缩管，将天线的卷曲部分和SMA连接器进行包裹。
然后用热风枪对热缩管进行加热，使其收缩并固定住天线。
3.6 测试天线在完成以上制作步骤后，使用测试仪器或者将天线连接到手机的无线模块进行测试。
确保天线能够正常接收和发送无线信号。
4. 注意事项1.在操作过程中，需要小心使用烙铁和热风枪，以防烫伤。
2.天线的长度和卷曲部分的设计会影响信号的接收和发送效果，因此需要根据具体的频段要求进行计算和调整。
3.天线制作过程中的焊接操作需要谨慎，确保焊接的质量和牢固性。
手机RF设计知识连载之——手机内置天线设计
b. 布板RF模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件，屏蔽盒尽量规整一体，同时少开散热孔。最忌讳长条形状孔槽。含金属结构的元件，如喇叭、马达、摄像头基板等金属要尽量接地。对于折叠和滑盖机，应避免设计长度较长的FPC（FPC走线的时钟信号及其倍频容易成为带内杂散干扰），最好两面加接地屏蔽层。
c. 常见问题
一、内置天线对于手机整体设计的通用要求
主板
a. 布线 在关联RF的布线时要注意转弯处运用45度角走线或圆弧处理，做好铺地隔离和走线的特性阻抗仿真。同时RF地要合理设计，RF信号走线的参考地平面要找对（六层板目前的大部份以第三层做完整的地参考面），并保证RF信号走线时信号回流路径最短，并且RF信号线与地之间的相应层没有其它走线影响它（主要是方便PCB布线的微带线阻抗的计算和仿真）。PCB板和地的边缘要打“地墙”。从RF模块引出的天线馈源微带线，为防止走线阻抗难以控制，减少损耗，不要布在PCB的中间层，设计在TOP面为宜，其参考层应该是完整地参考面。并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计，以防短路和旁路耦合。天线RF馈电焊盘应采用圆角矩形盘，通常尺寸为3×4mm，焊盘含周边≥0.8mm的面积下PCB所有层面不布铜。双馈点时RF与地焊盘的中心距应在4～5mm之间。
三、手机内置天线形式比较
这里简单比较一下两种主流PIFA皮法和MONOPOLE单极天线，以及分别适用的机型结构：
有效面积mm2 距主板mm 天线投影下方 天线馈源 天线体积 电性能 SAR
皮法 600 7 有地 2 大 很好 低
单极 350 4 无地 1 小 好 稍高
折叠机 滑盖机 旋盖机 直板机 超薄折叠机 超薄直板机
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《2024年宽频带高隔离5GMIMO手机天线设计研究》范文
《宽频带高隔离5G MIMO手机天线设计研究》篇一一、引言随着5G技术的飞速发展，移动通信设备对天线性能的要求日益提高。
特别是在智能手机领域，宽频带、高隔离度的多输入多输出（MIMO）天线设计成为了研究的热点。
本文将重点研究宽频带高隔离5G MIMO手机天线的设计，分析其设计原理、优化方法及实际应用效果。
二、5G MIMO手机天线设计原理5G MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是一种通过在基站和移动设备之间使用多个天线来提高数据传输速率和可靠性的技术。
而天线的设计是MIMO技术实现的关键。
1. 宽频带设计宽频带设计可以使得天线在更宽的频率范围内工作，从而提高通信的灵活性和效率。
为了实现宽频带设计，通常采用优化天线的结构、材料和尺寸等方法。
此外，采用新型的宽带技术，如频率复用技术、极化分集技术等也可以提高天线的频带宽度。
2. 高隔离度设计高隔离度可以减少不同天线之间的相互干扰，提高通信质量。
为了实现高隔离度设计，可以采用不同的天线布局、隔离材料和隔离技术等方法。
例如，可以采用不同的天线阵列布局、引入隔离材料（如隔离膜、隔离墙等）或采用新型的隔离技术（如电磁波吸收材料等）。
三、宽频带高隔离5G MIMO手机天线设计在宽频带高隔离5G MIMO手机天线设计中，需要综合考虑天线的结构、材料、尺寸以及布局等因素。
以下是一些主要的设计步骤和优化方法：1. 确定天线类型和结构根据应用需求和设计要求，选择合适的天线类型和结构。
例如，可以采用PIFA（Planar Inverted-F Antenna）天线、倒F天线（Inverted-F Antenna）等类型，并根据需要进行组合和优化。
2. 优化天线尺寸和材料通过仿真分析和实验测试，优化天线的尺寸和材料，以实现宽频带和高隔离度的要求。
可以采用新型的材料和工艺，如柔性材料、印刷电路板等。
3. 布局设计和隔离技术合理布局天线阵列，减少不同天线之间的相互干扰。
手机天线设计汇总(飞图科技)
效率与增益
效率与增益
手机天线的效率与增益决定了信号的传输距离和穿透能力。高效率与增益能够 提高信号的传输距离和穿透能力，使手机在复杂环境下仍能保持稳定的通信性 能。
优化技术
为了提高手机天线的效率与增益，需要采用先进的优化技术，如仿真技术、电 磁场优化算法等，对天线的设计进行精细调整和优化。
抗干扰能力
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抗干扰技术
手机天线需要具备抗干扰能力，以应对复杂电磁环境中的各种干扰源，如其他无 线通信设备、电磁噪声等。
兼容性
手机天线应具备良好的兼容性，与其他无线通信设备共存时不会产生相互干扰， 以保证通信的稳定性和可靠性。
03
手机天线的设计流程
需求分析
01
02
03
需求调研
深入了解客户对手机天线 性能的需求，包括天线增 益、效率、带宽等关键指 标。
方案优化
根据评审意见，对初步方 案进行优化，完善手机天 线的设计方案。
天线仿真与优化
建立模型
根据设计方案，使用电磁仿真软件建立手机天线的模 型。
仿真分析
对建立的模型进行仿真分析，评估天线性能是否满足 设计目标。
优化调整
根据仿真结果，对天线模型进行优化调整，提高天线 性能。
样品制作与测试
样品制作
根据优化后的天线模型， 制作手机天线的样品。
测试准备
搭建测试环境，准备测 试设备，确保测试结果
的准确性和可靠性。
性能测试
对手机天线样品进行性 能测试，包括天线增益、 效率、带宽等关键指标
的测试。
测试结果分析
根据测试结果，对手机 天线的性能进行分析和 评估，确认是否满足设
天线设计(改)
折叠分支结构三频平面倒F天线(PIFA)设计S1008006 徐丽1.PIFA天线简介天线分为内置与外置，外置主要使用螺旋或者PCB，螺旋天线一般带宽比较好也比较常用，PCB 天线比较容易调频率易于设计，但爱立信有两项重要专利，所以在欧美市场上很少其他厂商使用。
还有一种假内置天线，其实就是外置天线的内置，性能相对比较差，一般不推荐使用。
内置天线而言，主要是PIFA与MONOPOLE天线。
平面倒F天线(PIFA)因其具有尺寸小，重量轻且后向辐射小等优点而成为目前内置天线的主要形式。
PIFA的结构示意图如下：图1 PIFA结构示意图PIFA的演变过程可以从技术和理论两个不同的方面考虑。
从技术方面来说，它是由单极天线演变而来；从理论方面，PIFA可以由微带天线理论发展而来。
下面详细介绍。
1)由单极天线演变而来传统的手机天线一般是单极或偶极天线，制作简单，但尺寸较大不易共形。
将单极子折倒形成倒L天线。
倒L天线剖面较低，也有着比较好的全向辐射特性。
但由于将振子折倒从而形成了对地电容分量，其输人阻抗呈现低阻值高阻抗的特性，难以进行阻抗匹配。
为了平衡倒L天线由于振子折倒而形成的对地容抗分量，在振子弯折处加载短路结构。
该短路结构所具有的感性分量补偿振子弯折所形成的对地容性分量，从而在不改变天线谐振频率的同时，达到变换阻抗的目的。
但是由于线形倒F天线频带窄，通常不到中心频率的百分之一，为了展宽频带，用平板结构来代替导线部分。
由于平面部分相当于许多线形天线阻抗的并联，因此平面型天线比线形天线的输入阻抗要低一些，产生了宽带的谐振特性。
从而形成了平面倒F天线。
上述内容可用图2生动表示：图2 PIFA的演变过程2)由微带天线演变而来平面倒F天线也可以看作是从矩形微带天线发展而来的，其典型结构包括一个矩形金属片（辐射贴片）、一个接地板（通常是电路板），采取同轴线馈电或微带馈电。
另外考虑到宽频、小型化等特性要求，还要有一个置于矩形辐射贴片短边边缘处的短路金属片（相当于短路加载）。
手机结构设计
手机结构设计网上下载的,希望有用手机结构设计标准〔详细分类珍藏版〕字体: 小中大 | 打印发表于: 2022-7-02 07:13 作者: wildfire 来源: SupeSite/X-Space社区门户一．天线的设计1， PIFA双频天线高度≥7mm,面积≥600mm2，有效容积≥5000mm3 PIFA2，三频天线高度≥7.5mm,面积≥700mm2，有效容积≥5500mm33， PIFA天线与连接器之间的压紧材料必须采用白色EVA(强度高/吸波少) 4，圆形外置天线尽量设计成螺母旋入方式非圆形外置天线尽量设计成螺丝锁方式。
5，外置天线有电镀帽时，电镀帽与天线内部外壳不要设计成通孔式,否那么ESD难通过。
6，内置单棍天线，电子器件离开天线X方向10(低限8)，天线尽量*壳体侧壁，天线倾斜不得超过5度，PCB天线触点反面不允许有金属。
7，内置双棍天线如附图所示，效果非常不好，硬件建议最好不要采用8，天线与SIM卡座的距离要大于30MM GUHE电工天线，周围3mm以内不允许布件，6mm以内不允许布超过2mm高的器件，古河天线正对的PCB板反面平面方向周围3mm以内不允许有任何金属件二．翻盖转轴处的设计：1，尽量采用直径5.8hinge，2，转轴头凸出转轴孔2.2，5.8X5.1端与壳体周圈间隙设计单边0.02,2D图上标识孔出模斜度为03，孔与hinge模具实配，为防止hinge本体金属裁切毛边与壳体干预，4， 5.8X5.1端壳体孔头部做一级凹槽(深度0.5,周圈比孔大单边0.1)，≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成8，壳体装配转轴的孔周圈壁厚≥1.0 非转轴孔周圈壁厚≥9，主机、翻盖转轴孔开口处必须设计导向斜角≥10，壳体非转轴孔与另壳体凸圈圆周配合间隙设计单边0.05,不允许喷漆，深度方向间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成11，凸圈凸起高度1.5,壁厚≥0.8，内要设计加强筋(见附图)12，非转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2，凸圈必须设计导向圆角≥13，HINGE处翻盖与主机壳体总宽度，单边设计0.1,试模适配到喷涂后装入方便,翻盖无异。
金属框手机天线设计总结
金属框手机天线有助于扩大手机的信 号覆盖范围。在某些特定情况下，例 如在地下室或电梯内，金属框手机天 线的性能优势更加明显，可以保证稳 定的通信。
抗干扰能力
外部干扰
金属框手机天线具有较强的抗外部干扰能力。在存在大量电磁波的环境中，如 机场、火车站等，金属框手机天线能够减少信号中断和通话质量下降的情况。
选择合适的方案
根据设计目标和市场需求，选择 合适的设计方案，如采用何种结 构、材料、工艺等。
仿真与优化
建立模型
根据设计方案，建立金属框手机天线的电磁仿真模型。
仿真分析
通过仿真分析，了解天线的性能参数，如增益、效率、 方向性等。
优化设计
根据仿真分析结果，对设计方案进行优化，以提高天 线的性能。
实际制作与测试
问题三：设计复杂度与成本
01
总结词
金属框手机天线设计过程较为复杂，且成本较高。
02 03
详细描述
金属框手机天线设计需要考虑多种因素，如天线的尺寸、形状、材料、 位置等，设计过程较为复杂。同时，由于金属框的制造成本较高，也增 加了整个手机的生产成本。
解决方案
可以采用模块化设计、标准化生产等方法来简化设计过程并降低成本。 同时，也可以考虑使用替代材料或优化制造工艺来降低制造成本。
兼容性问题
不同地区和运营商的信号频段可能 存在差异，金属框手机天线可能需 要针对不同地区和运营商进行定制 和优化。
02
金属框手机天线设计过 程
设计方案的确定
确定设计目标
明确金属框手机天线的设计目标， 如提高信号接收能力、减小尺寸、 降低成本等。
调研市场需求
了解市场需求和竞争态势，以便 更好地满足用户需求和提高产品 竞争力。
手机天线设计讲义
“手的影响”是指用户的手的握持将会引起共振频率的偏移，发射和接受也会变的不稳定。 “头的影响”包括共振频率的偏移以及SAR的增加。 线的长度对于天线与PCB之间的信号传输的损耗有影响。线的长度较长的时候，信号的功率就变低。 上表显示，天线的最佳位置是“键盘部分的顶端”。
典型PIFA形式,GSM/DCS(/PCS) 位于手机顶部 面向Z轴正向，与电池同侧（Bottom面）。
PIFA天线（直板机）（二）
L=35~40
1
w=15~25
2
H=6~8
3
Feed pin
4
short pin
5
Ground
6
Antenna
7
PIFA最重要的三个参数 W，L，H，其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定天线最低频率。
Stamping （金属） Stamping热熔到Housing内侧，Stamping伸出spring与手机PCB连接 Stamping + Support （金属） Stamping热熔到Support上，连接用spring Stamping + Support + Pogo pin (正、反) （金属） Stamping热熔到Support上，连接用Pogo Pin。 正向使用Pogo Pin一般适合于带support的结构，反向使用都可以。
翻盖手机，LCD部分和键盘部分都有PCB，通过FPC连接。有4个区域可以放置内置天线。下表列出了每种方式的优缺点：
PIFA天线（翻盖或滑盖）（三） 右二图为合、开两种状态下天线S11参数的Smith圆图。右上图为合盖，右下为开盖。 由右图可见两种状态下天线工作状态发生较大变化。通常低频谐振降低。
手机天线设计汇总PPT课件
6
三、天线的类型
按外观分类： 1、外置天线 2、内置天线(重点介绍)
按手机通讯制式分为： 1、GSM:850MHz/900MHz 2、DCS:1800MHz 3、PCS:1900MHz 4、CDMA1X:800MHz 5、WCDMA:2100MHz
23.09.2020
7
内置天线主要种类
PIFA Antenna Monopole Antenna Chipset Antenna
23.09.2020
4
手机天线主要技术指标
手机频率：指手机的频段，GSM，DCS…… 回波损耗：当天线和馈线不匹配时，也就是天线 阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就只能吸收馈 线上传输的部分高频能量，而不能全部吸收，未 被吸收的部分能量将反射回去形成反射波。 TRP/TIS：指天线的辐射功率和天线的全向接收灵 敏度。 驻波比：指模块输入的驻波系数和天线反射的驻 波系数之间的比值。驻波比值要≤1.5最好。 SAR：每千克的物质在单位时间内人体头部接受的 电磁能量。
23.09.2020
13
Monopole天线设计参考
1、天线垂直PCB装配
23.09.2020
14
2、天线平行PCB装配
23.09.2020
15
手机内置天线比较
PIFA和单极天线的综合比较
有效面积 mm²
距主板器 件位置
mm
天线投 影下方
天线 馈源
天线 体积
天线 性能
SAR
PIFA 约为600
7
有地
2
大 很好 低
单极 约为300
5
无地
1
小
好
高
PIFA和单极天线适合机型比较
手机天线设计汇总
05 手机天线设计挑战及解决 方案
多频段兼容问题探讨
频段覆盖需求
手机天线需覆盖多个频段，包括 2G、3G、4G和5G等，设计具有
重要性
天线性能的好坏直接影响到手机的通 信质量，包括通话效果、数据传输速 率等。因此，手机天线设计对于手机 整体性能至关重要。
手机天线类型及特点
内置天线
外置天线
内置于手机内部，不占用外部空间，外观 整洁。但可能受到手机内部其他元件的干 扰，影响信号接收和发送。
安装于手机外部，信号接收和发送效果较 好。但占用外部空间，易受到损坏。
智能化、自动化生产趋势
1 2
智能化天线设计
利用人工智能和机器学习等技术，实现天线设计 的智能化和自动化，提高设计效率和准确性。
自动化生产线
自动化生产线可降低生产成本和提高生产效率， 同时保证天线产品的一致性和稳定性。
3
智能检测与调试
智能检测和调试技术可实现对手机天线性能的实 时监测和调整，提高天线产品的质量和可靠性。
挑战性。
宽带天线技术
采用宽带天线技术，如单极子、偶 极子和倒F天线等，实现多频段覆 盖。
可调谐天线技术
利用可调谐元件，如变容二极管或 MEMS开关，实现天线频段的动态 调整。
小型化、集成化趋势应对策略
空间限制
手机内部空间有限，天线设计需满足 小型化、集成化要求。
天线与芯片集成
多天线技术
采用多天线技术，如MIMO和波束赋 形等，提高系统容量和信号质量，同 时满足小型化要求。
手机天线设计
由于手机内置天线对其附近的介质比较敏感，因此，外壳的设计和天线性能有密切关系。
外壳的表面喷涂材料不能含有金属成分，壳体靠近天线的周围不要设计任何金属装饰件或电镀件。
若有需要，应采用非金属工艺实现。
机壳内侧的导电喷涂，应止于距天线20mm处。
对于纯金属的电池后盖，应距天线20mm以上。
如采用单极（monopole）天线，面板禁用金属类壳体及环状金属装饰。
电池（含电连接座）与天线的距离应设计在5mm以上。
二、手机内置天线的分类1.PIFA皮法天线a.天线结构辐射体面积550～600mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）6～7mm。
天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是RF地。
天线的位置在手机顶部。
PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR指标，是内置天线首选方案。
适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。
b.主板天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排线、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。
它们对天线的电性性能有很大的负面影响.c.天线的馈源位置和间距一般建议设计在左上方或右上方；间距在4～5mm之间。
2. PIFA天线的几种结构方式a.支架式天线由塑胶支架和金属片（辐射体）组成。
金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。
塑胶常用ABS或PC材料，金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。
也可用FPC，但主板上要加两个PIN，这两项的成本稍高。
b.贴附式直接将金属片（辐射体）贴附在手机背壳上。
固定方式一般用热熔结构。
也有用背胶方式的，由于结构不很稳定，很少采用。
FPC也如此。
从iPhone1到iPhoneX结构拆解，看手机天线设计变迁
从iPhone1到iPhoneX结构拆解，看手机天线设计变迁戳工业设计苹果2018秋季新品发布会将于北京时间9月13日凌晨1点在苹果Apple Park总部园区里面的乔布斯剧院举行。
iPhone 一向以其简洁的外观、轮廓和精湛的加工工艺，风格独树一帜。
从第一代iPhone到最新的iPhone 8/iPhone X，历经10年，iPhone每一代都给大家带来不同的惊喜。
iPhone十年更迭，从外观工艺看其天线设计变迁，业界都学到了很多，iPhone也一次次引领了手机行业的潮流。
一、 iPhone、iPhone3G、iPhone3GS从第一代iPhone到iPhone3G、iPhone3GS，三代后盖均采用了非金属材质，且在iPhone4边框天线设计出现前，三代产品均采用了FPC天线设计结构。
iPhone无线信号无法穿透铝合金，但可以穿透塑料，因此这代iPhone采用了电镀铝合金搭配塑料的后壳材质，是当时技术限制和审美哲学上做出的妥协。
拆开看iPhone 内部天线结构图两根连接到逻辑板的天线接线拿开电池，可以看到两根连接到逻辑板的天线接线。
注：逻辑板也叫屏驱动板，中心控制板，TCON板。
液晶屏不能直接识别主板的输出信号，主板的信号要经过逻辑板的处理再传输到液晶屏上。
拔掉连接到左边基座接口的天线连接线图天线形式采用FPC+支架图移开天线支架iPhone采用金属材质，可获得更美观、耐磨和极佳的手感体验，但同时由于金属材质本身的信号屏蔽特性，导致设备无法正常收发无线信号，所以在后续的iPhone中采用了金属与玻璃、塑料材质结合的设计方式。
iPhone 3G、iPhone 3GS多了对 3G 网络的支持，为确保无线信号稳定传输，两者也都采用了塑料外壳。
图 iPhone 3G（黑） iPhone 3GS（白）查看iPhone 3GS内部结构图发现，采用FPC设计的天线依靠铜箔辐射信号，其优点是设计上相对简单，生产成本较低，缺点是易收到五金件及装配精度影响，且iPhone 3GS的天线连接出现过不牢固的状况。
手机天线设计讲义
在天线表面喷涂一层绝缘材料，以提高天线的辐射效率和防止电磁 干扰。
抗氧化处理
在金属表面形成一层抗氧化膜，提高天线的耐候性和使用寿命。
04 手机天线测试与优化
天线性能测试
辐射性能测试
包括天线增益、波束宽度、前后比等，用于 评估天线辐射效果。
阻抗匹配测试
检查天线输入阻抗与传输线阻抗是否匹配， 以降低信号反射。
多频段兼容
支持多种通信频段，满足不同 运营商和地区的需求。
尺寸与重量
合理控制天线尺寸和重量，以 适应手机整体设计。
耐用性与可靠性
确保天线在各种环境和使用条 件下都能稳定工作。
02 手机天线设计流程
设计准备
需求分析
明确手机天线设计的需求，包括 性能指标、应用场景和限制条件
等。
技术调研
了解当前手机天线设计的技术现状 和发展趋势，为后续设计提供参考。
制定计划
根据需求和技术调研结果，制定详 细的设计计划，包括时间安排、人 员分工和预期成果等。
方案设计
初步方案
根据需求和技术调研结果，制定 初步的手机天线设计方案，包括 天线类型、尺寸、性能指标等。
方案评估
对初步方案进行评估，分析其可 行性和优缺点，并提出改进意见。
方案优化
根据评估结果，对初步方案进行 优化，提高其可行性和性能。
效率测试
测量天线传输效率，确保天线能量有效传输。
方向图测试
通过测量天线在不同角度的辐射强度，得到 天线方向图，评估天线覆盖范围。
优化方法
调整天线尺寸
改变天线结构参数，如振子长度、宽 度和间距等，以改善天线性能。
选用高性能材料
使用导电性能良好的材料，如铜、银 等，提高天线效率。
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PIFA的Ground
LCD
16
超薄直板手机应用PIFA的方案
把PCB在天线区域截断，用一块良
好接地的金属片紧贴手机Top面，使得 PIFA的地降低；PIFA的patch则贴近 Bottom面，这样可以充分利用手机内 部的厚度。PIFA的高度要求还是不难 满足的。
此种方案的缺点在于LCD的位置偏
支架结构设计也需考虑到PAD位置，天 线和PAD需要合适的距离，以保证天线和 PAD的良好接触。
PD Confidential
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六、材料
1、支架材料：
天线支架使用的材料主要有ABS 、 PC 、 二者比较，ABS塑性好，PC材料的 硬度高。材料会根据结构选用，亦可根 据硬件要求，做成透明，以方便观察支 架下的元器件。 2、天线材料：
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3、支架固定
热熔柱的作用：将天线定位以及天线与支架的固定。 在支架设计时需要预留出来天线的高度及热熔柱热熔后的高度。天 线厚0.2mm，根据经验，通常要求热熔柱热熔后与天线的距离保持在 0.3mm。即，需要预留出至少0.5mm的高度，以避免与壳体有干涉。
天线弹片处的热熔柱较 重要，一般会设计直径 为1.2mm。
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二、天线的类型
一、按外观分类：外置天线和内置天线 二、按手机通讯制式分为： GSM:900MHz DCS:850MHz PCS:1800MHz CDMA1X:800MHz WCDMA:2100MHz
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内置天线主要种类 PIFA antenna Monopole antenna Chipset antenna
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PIFA馈点的位置
P馈点的位置
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超薄直板手机应用PIFA的方案
PIFA的Patch PCB带地 电池
接地
馈 电
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如果receiver在此 空间内部，则地上 可以开出音孔
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2、热熔柱
热熔柱的作用：将天线定位以及天线与支架的固定。 在支架设计时需要预留出来天线的高度及热熔柱热熔后的高度。天 线厚0.2mm，根据经验，通常要求热熔柱热熔后与天线的距离保持在 0.3mm。即，需要预留出至少0.5mm的高度，以避免与壳体有干涉。
天线弹片处的热熔柱较 重要，一般会设计直径 为1.2mm。
一般采用铍铜，磷青铜，硬度分为H、 H/2、H/4。厚度一般采用0.2mm或 0.15mm。也可用不锈钢片和FPC
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谢谢！
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Monopole天线设计参考
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手机内置天线形式比较
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主板设计(主要是内置天线)
手机PCB的尺寸对天线影 响很大，(直板机)一般要 求长在90-120mm左右， 宽在35-50mm左右。 某些超薄机出于设计考虑， 尺寸很短，建议在电池下 面铺金属板，与PCB Ground充分连接，保证 PCB的尺寸。
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五、天线支架结构设计注意事项
1、支架平面 2、热熔柱 3、支架固定 4、天线弹片
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1、支架平面
支架平面:尽量是完整的平面 或连续的曲面。
曲面上的天线需随曲面弧 度进行折弯，容易出现天 线与支架间不贴和，有缝 隙。若贴和不稳定会影响 天线性能，也容易与外壳 有干涉。
一般在两根信号线上各串联一个100nH电感，可有效消除其影响。
100nH
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Motor和Camera的影响
Motor对天线性能影响很大，特别是在工作状态
(震动)下。因此一般要求其距离天线馈点在10mm 以上，同时为了提高天线效率等，天线在Motor上 方周围区域尽量不布线。
小一圈后影响消失。
电镀截断， 改善性能 整体尺寸减小 一圈后，干扰 消失。
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特殊设计的案例
Moto V3面世后，很多Design House仿照其进行设计，出来的结果GSM功率
很差，不是其机板设计问题，而是出在Ground的延伸上。类似手机天线都位于 下端，打开状态时，上板和下板连接起来长度太长，约160mm，影响了GSM频 段的辐射。研究V3手机可以发现，即使连接前后板的FPC断开，两者的Ground 也是连通的，整个金属外壳和板子的Ground是一体的，这样电流回流实际上就 缩短了板子实际尺寸，保证了GSM 频段的性能。类似手机设计时，不仅要保证 FPC连接前后板，还要在板子另一侧把Ground也连通。
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B、PIFA天线空间要求
PHS: H>6.5mm A>200mm² CDMA: H>7.0mm A>400mm² GSM&DCS: H>7.0mm A>450mm² GSM&DCS&PCS: H>7.0mm A>550mm² GSM&DCS&PCS&WCDMA: H>7.5mm A>650mm² CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: H>8.0mm A>750mm²
Camera正常情况下影响很小，但有时Flash的引
线FPC过长，会干扰到天线，故FPC长度越短越好。
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装饰件的影响
机壳周框（上盖和下壳）和天线附近经常会有金属装饰件或电镀装饰件，如
果它们的尺寸和工作频段波长成比例，会对天线产生极大干扰。
图一周框电镀层使功率和灵敏度下降3dB，故在两肩部分截断。 图二为Camera周围的装饰件，尺寸较大，灵敏度下降了5dB，后整体尺寸减
手机天线设计
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手机天线设计
一、天线的功能： 二、天线的类型： 三、天线设计注意事项： 四、金属器件对天线的影响： 五、天线支架设计： 六、材料：
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一、天线功能
无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线 （电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射 出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来 （仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线 送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电 磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没 有无线电通信。 手机不间断地与基站联系，依靠天线接受和发射 天磁波，天线释放出的电磁辐射功率约440微瓦/ 平方厘米，天线的设计在结构上需要考虑天线的 效率和SAR，对于各频段天线效率基本要求在 30%以上。
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三、天线设计注意事项
A、外置天线空间要求 CDMA: 线圈尺寸Ø5.2*14mm GSM&DCS: 线圈尺寸Ø5.2*14mm GSM&DCS&PCS: 线圈尺寸Ø5.2*15mm GSM&DCS&PCS&WCDMA: 线圈尺寸Ø5.2*15mm CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: 线圈尺寸Ø5.2*15mm
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亦可以设计用镙钉固定支架与PCB 板，但镙钉是金属件，会对天线有一定 影响。
支架与壳体固定，存在着双重定位， 即支架与PCB的定位，支架与壳体的定 位。需要定位准确以保证天线弹片与馈 点的良好接触。
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4、天线弹片
馈点位置需RF工程师与硬件工程师讨论 确定，PAD尺寸至少保证在3×3mm，PAD 间距保持在1.5mm以上。
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PIFA天线设计参考
short pin
w=15~25
Feed pin
L=35~40
Antenna
H=6~8
Ground
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C、Monopole天线空间要求
PHS: Ground镂空5mm 天线空间20*3mm CDMA: Ground镂空5mm 天线空间30*5mm GSM&DCS: Ground镂空7mm 天线空间30*7mm GSM&DCS&PCS: Ground镂空8mm 天线空间30*7mm GSM&DCS&PCS&WCDMA: Ground镂空12mm 天线空间30*7mm CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: Ground镂空12mm 天线空间30*7mm
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四、金属器件对天线的影响
Speaker和Receiver的影响
Speaker和Receiver中间是一个线圈，长度约在40-50mm左右，加上
不同长度的信号线可在不同的频段产生谐振，降低天线性能。
Speaker和Receiver本身的高频音频信号会在低频段产生干扰。
低，如果ID设计的卖点是大LCD且位 置偏高，则不适合这种设计。
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超薄直板手机应用单极天线的方案
净空区 ～8mm
PCB带地
馈 电
此空间可 以放没有 金属底座 的 Camera sensor
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